石油和天然气是现代社会的最主要能源，是通过油井开采出来的。然而在长时间的开采过程中，由于地质、工程和人为因素的影响，油井套管会出现不同程度的裂缝、孔洞等破损。如果这些故障不能及时处理，不仅影响石油和天然气的开采，造成资源浪费；还将影响到油田的最终采收率，降低油田开发经济效率。　　 国际上利用套管补贴的修井技术是一个比较活跃的领域。目前使用的套管修复工艺很多，如爆炸补贴、波纹管补贴、膨胀管补贴，但在可靠性、选材、操作等方面都存在一定的局限性。而国外研究比较多的化学法堵水，因其容易造成地层的污染，对地层环境有巨大的破坏作用，不能普遍推广。本课题研制的高效气动套管自动封堵装置总体方案是在总结研究国内外封堵技术的基础上，通过分析、对比、优化、汲取众家所长而设计研发的新型装置。　　 本文综述了国内外套管补贴的研究概况，在研究和评价套管补贴的基础上，详述了从设计方案的提出、补贴管材料的选择、所需要补贴力的计算、零件的结构设计，优化分析、强度校核和验证等一系列过程。并运用Pro/E软件对此装置的密封部件进行3D建模、装配、运动干涉，生成了爆炸图。结合有限元软件ANSYS的动力学模块对中心拉杆进行了模态分析。使用LS-DYNA模块，模拟了锥套和金属锚的动态补贴过程，给出了应力分析和应变分析。通过理论计算、计算机辅助分析以及样机试验等方法的综合应用，保证了设计的合理性、高效性、实用性及可靠性。　　 高效气动套管自动补贴装置无需提供地面动力，具有结构简单、可靠性好、操作方便、封堵精度高、密封强度大、使用寿命长、成本低等优点。经过地面试验和在油田小批量应用，证明其性能技术指标均能达到设计要求。得到了有关各方的充分肯定，实践也证明了它是一种高效、经济、可靠、安全的修补井技术装置，值得推广。